CN112678028B

CN112678028B - 自动减载方法、自动减载系统

Info

Publication number: CN112678028B
Application number: CN202110067468.2A
Authority: CN
Inventors: 冯彦龙; 刘云鹏; 刘振华; 郭志刚; 林少鹏; 韩小博
Original assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Current assignee: CRRC Qingdao Sifang Rolling Stock Research Institute Co Ltd
Priority date: 2021-01-19
Filing date: 2021-01-19
Publication date: 2022-09-13
Anticipated expiration: 2041-01-19
Also published as: CN112678028A

Abstract

本发明涉及一种自动减载方法、自动减载系统，方法包括：若判断满足设定工况减载的触发条件时，则进入相应工况的减载控制模式；根据设定工况的干线允许输出电流限值及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数；当判断减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制。本发明能够根据干线实时电流，自动调整恢复全自动单车数量，并在减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制，负载控制自动化水平高，实现自动减载、智能恢复的功能；同时避免了干线过流，消除过流对线路和负载的影响，延长使用寿命，可靠性、安全性高。

Description

自动减载方法、自动减载系统

技术领域

本发明属于列车减载控制技术领域，尤其涉及一种自动减载方法、自动减载系统。

背景技术

短编动力集中电动车组减载包括冷态启动减载、动力车电源模块故障减载和动力车电源模块超负荷减载。

目前的减载设计中并无冷态减载启动和电源模块超负荷减载方法，在冷态启动时，由于外温和内温都较低，空调制暖和电热全载运行，容易因动力车干线电流过载保护而全列断电。在正常运行时，若动力车电源模块超负荷工作，也会产生动力车干线电流过载保护而全列断电，影响列车正常安全运行。同时，目前的减载方法，仅能在动力车电源模块故障消除时，才恢复全列全自动状态。这种减载模式，不能自动调整恢复全自动单车数量，会出现干线电流远小于电源模块额定电流的情况，造成电源模块输出能力的浪费。

发明内容

本发明针对现有列车减载逻辑简单、不合理等问题，提供了一种自动减载方法、自动减载系统，能够根据干线实时电流，自动调整恢复全自动单车数量，并在减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制，负载控制自动化水平高，实现自动减载、智能恢复的功能。

为了实现上述目的，本发明提供了一种自动减载方法，包括：

若判断满足设定工况减载的触发条件时，则进入相应工况的减载控制模式；

根据设定工况的干线允许输出电流限值及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数；

当判断减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

优选的，恢复负载全自动控制的单车数＝[|干线允许输出电流限值-干线实时电流值|/单车最大电流值],即单车数取整数。

优选的，设定工况包括冷态工况，则冷态工况自动减载方法为：

若判断为冷态启动且干线过流，则进入冷态减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据冷态工况时干线允许输出电流限值、及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数，并根据设定的顺序恢复负载全自动控制，当判断冷态减载启动信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

优选的，在冷态工况自动减载方法中计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N取整数,I_max为单车最大电流值、I_a为干线允许输出电流限值、I_b为干线实时电流值。

优选的，设定工况还包括电源模块故障工况，则电源模块故障工况自动减载方法为：

若判断为电源模块故障时，则进入电源模块故障减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据电源模块故障工况时两路干线允许总输出电流限值、及两路干线实时总电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数；当电源模块故障信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

优选的，在电源模块故障工况自动减载方法中，计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_c-I_d|/I_max]，其中N取整数、I_max为单车最大电流值、I_c两路干线允许总输出电流限值、I_d为两路干线实时总电流值。

优选的，设定工况包括电源模块超负荷工况，则电源模块超负荷工况自动减载方法为：

若判断为电源模块超负荷时，则进入电源模块超负荷减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据电源模块超负荷工况时单路干线允许输出电流限值、及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数；当电源模块超负荷减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

优选的，在电源模块超负荷工况自动减载方法中，计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N取整数、I_max为单车最大电流值、I_a为干线允许输出电流限值、I_b为干线实时电流值。

优选的，电源模块故障减载控制优先级高于电源模块超负荷减载控制，在判断为电源模块无故障超负荷状态时，进行电源模块超负荷减载控制。

一种自动减载系统，采用所述的自动减载方法，各单车配置有单车网络设备、单车控制器和单车负载，各单车控制器与其所属单车配置的单车负载及单车网络设备通信，单车控制器自动控制单车负载，采集单车负载运行反馈信号，并将采集的单车负载运行反馈信号通过单车网络设备上传至列车网络系统，与控制全列负载自动减载的列控设备通信，实现全列负载自动减载控制。

优选的，单车负载包括多路电热负载，每路电热负载其主电路包括接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接电热负载，单车控制器通过控制接触器与开关器件的通断进而控制各路电热负载接入，实现对单车电热负载全载或半载控制。

优选的，单车负载还包括空调负载，所述空调负载的主电路包括压缩机电路、风机电路；

所述压缩机电路包括接触器与断路器，断路器串联接触器后接压缩机；

所述风机电路包括冷凝风机支路、风机强风支路、风机弱风支路，所述冷凝风机支路包括接触器与热继电器，接触器串联热继电器后接冷凝风机；所述风机强风支路包括接触器与热继电器，接触器串联热继电器后接风机；所述风机弱风支路包括接触器与热继电器，接触器串联热继电器后接风机。

优选的，所述空调负载的主电路还包括预热器电路，所述预热器电路包括接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接预热器。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果在于：

综上，本发明提供了一种自动减载方法及相应的减载系统，能够根据干线实时电流，自动调整恢复全自动单车数量，并在减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制，负载控制自动化水平高，适用于列车的减载控制，具有普适性。同时，还针对冷态减载、电源模块超负荷减载和电源模块故障减载这三种工况具体设置相应的自动减载方法，在冷态启动时，采用冷态减载启动的方式，避免干线过流，消除过流对线路和负载的影响，延长使用寿命，可靠性、安全性更高；同时能够避免电源模块超负荷工作，导致动力车干线电流过载保护而全列断电，影响列车正常安全运行。同时，能够根据动力车干线实时总电流，自动调整恢复全自动单车数量，避免出现动力车干线总电流远小于动力车电源模块额定电流的情况，提高动力车电源模块利用率；并在电源模块故障后，能够使全工况运行的车辆最大化，尽可能保证电源模块故障前的负载工况，提供系统稳定性。同时，本发明不需要改变减载系统的硬件结构，只需要在列控设备上优化减载控制方法，成本低；且系统由基于Lonworks的通信方式改为基于以太网的通信方式，通信速度更快，时效性更好，抗干扰能力更强。

附图说明

图1为本发明的自动减载系统结构框图；

图2为电热负载主电路原理图；

图3为空调负载主电路原理图；

图4为本发明的自动减载方法流程图；

图5为冷态工况自动减载流程图；

图6为电源模块故障工况及电源模块超负荷工况自动减载流程图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行进一步的描述。

本发明实施例以短编动力集中电动车组的减载控制为例，提供了一种短编动力集中电动车组的自动减载系统，如图1所示，各单车配置有单车网络设备、单车控制器和单车负载，各单车控制器与其所属单车配置的单车负载及单车网络设备通信，单车控制器自动控制单车负载，采集单车负载运行反馈信号，并将采集的单车负载运行反馈信号通过单车网络设备上传至列车网络系统，并通过以太网与控制全列负载自动减载的列控设备通信，实现全列负载自动减载控制。

本实施例中单车负载包括用电热负载，电热负载主电路如图2所示，电热负载设置为多路电热负载，每路电热负载其主电路包括接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接电热负载，单车控制器通过控制接触器与开关器件的通断进而控制各路电热负载接入，实现对单车电热负载全载或半载控制。如图2所示，正常工况时，开关器件Q15、Q16、Q25、Q26处于闭合状态，接触器KM8、KM10、KM9、KM20处于断开状态。当PLC单车控制器根据室内温度和室外温度需要启动负载半热时(即负载半载控制)，PLC单车控制器根据两路电热负载的累计工作时长判断本车吸和接触器KM8、KM10或吸和接触器KM9、KM20，此时单车半热运行；当需要启动全热时(即负载全载控制)，PLC单车控制器控制接触器KM8、KM10、KM9、KM20全部吸和，此时单车全热运行。

本实施例中单车负载还包括空调负载，空调负载的主电路包括压缩机电路、风机电路、以及预热器电路，空调负载主电路如图3所示，其中，两路压缩机电路均包括接触器与断路器，断路器串联接触器后接压缩机,控制相应压缩机工作并进行过流/过载保护。风机电路包括冷凝风机支路、风机强风支路、风机弱风支路，冷凝风机支路包括接触器与热继电器，接触器串联热继电器后接冷凝风机；对于风机强风支路与风机弱风支路均包括接触器与热继电器，两路接触器均串联热继电器后接至同一风机，控制相应支路风机工作并进行过载保护。对于预热器电路，两路预热器电路均设置有接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接预热器。

正常工况时，开关器件Q11、Q14、Q13与马达断路保护器QF17、QF16均处于闭合状态，接触器KM19、KM18、KM17、KM16、KM14、KM12、KM11处于断开状态。当PLC单车控制器根据室内温度和室外温度需要启动半冷时，PLC单车控制器控制接触器KM14、KM12吸和，并根据两路压缩机累计工作时长判断本车吸和接触器KM17或KM16，此时单车半冷运行；当需要启动全冷时，PLC单车控制器控制接触器KM14、KM12、KM17、KM16全部吸和，此时单车全冷运行；

需要启动半暖时，PLC单车控制器控制接触器KM11吸和，并根据两路预热器的累计工作时长判断本车吸和接触器KM18或KM19，此时单车半暖运行；当需要启动全暖时，PLC单车控制器控制KM11、KM18、KM19全部吸和，此时单车全暖运行。

但在冷态全载启动或电源模块超负荷运行时，容易产生干线过流，全列断电，上述单车负载失电停止工作；动力车电源模块故障时，列控设备发送减载指令，经过单车网络设备传送到单车控制器，单车控制器控制接触器动作，单车减载运行，容易造成动力车电源模块输出能力的浪费。因此，本发明中进一步提供了相应的自动减载方法，如图4所示，具体为：

根据设定工况的干线允许输出电流限值及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数，即恢复负载全自动控制的单车数＝[|干线允许输出电流限值-干线实时电流值|/单车最大电流值]；当判断减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

具体的，本实施例中针对冷态减载、电源模块超负荷减载和电源模块故障减载这三种工况具体设置相应的自动减载方法，即：

冷态工况自动减载：如图5所示，若判断为冷态启动且干线过流，则进入冷态减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据冷态工况时干线允许输出电流限值及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数，即N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N为恢复负载全自动控制的单车数,N取整数；I_max为单车最大电流值、I_a为冷态工况的干线允许输出电流限值、I_b为干线实时电流值；根据设定的顺序恢复负载全自动控制，当判断冷态减载启动信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

电源模块故障工况自动减载：如图6所示，若判断为电源模块故障时，则进入电源模块故障减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据电源模块故障工况时两路干线总输出电流限值及两路干线，计算恢复负载全自动控制的单车数，即N＝[|I_c-I_d|/I_max]，其中N为恢复负载全自动控制的单车数，N取整数；I_max为单车最大电流值、I_c为电源模块故障工况的干线允许总输出电流限值、I_d为两路干线实时总电流值；当电源模块故障信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

电源模块超负荷工况自动减载：本实施例中具体设置电源模块故障减载控制优先级高于电源模块超负荷减载控制，在判断为电源模块无故障超负荷状态时，才进行电源模块超负荷减载控制，如图6所示。即：若判断为电源模块无故障且超负荷时，则进入电源模块超负荷减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据电源模块超负荷工况时单路干线输出电流限值及单路干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数，即N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N为恢复负载全自动控制的单车数，N取整数；I_max为单车最大电流值、I_a为干线允许总输出电流限值、I_b为干线实时电流值；当电源模块超负荷减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制。

综上，本发明提供的自动减载方法及相应的减载系统，能够根据干线实时电流，自动调整恢复全自动单车数量，并在减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制，负载控制自动化水平高，适用于列车的减载控制，具有普适性。同时，还针对冷态减载、电源模块超负荷减载和电源模块故障减载这三种工况具体设置相应的自动减载方法，在冷态启动时，采用冷态减载启动的方式，避免干线过流，消除过流对线路和负载的影响，延长使用寿命，可靠性、安全性更高；同时能够避免电源模块超负荷工作，导致动力车干线电流过载保护而全列断电，影响列车正常安全运行。同时，能够根据动力车干线实时总电流，自动调整恢复全自动单车数量，避免出现动力车干线总电流远小于动力车电源模块额定电流的情况，提高动力车电源模块利用率；并在电源模块故障后，能够使全工况运行的车辆最大化，尽可能保证电源模块故障前的负载工况，提供系统稳定性。同时，本发明不需要改变减载系统的硬件结构，只需要在列控设备上优化减载控制方法，成本低；且系统由基于Lonworks的通信方式改为基于以太网的通信方式，通信速度更快，时效性更好，抗干扰能力更强。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作其它形式的限制，任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域，但是凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型，仍属于本发明技术方案的保护范围。

Claims

1.一种自动减载方法，其特征在于，包括：

当判断减载信号消除后，全列恢复负载全自动控制；

设定工况包括冷态工况，则冷态工况自动减载方法为：

若判断为冷态启动，则进入冷态减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据冷态工况时干线允许输出电流限值及干线实时电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数，并根据设定的顺序恢复负载全自动控制，当判断冷态减载启动信号消除后，全列恢复负载全自动控制；

设定工况还包括电源模块故障工况，则电源模块故障工况自动减载方法为：

若判断为电源模块故障时，则进入电源模块故障减载控制模式，控制全列半载运行至满足干线输出电流稳定状态后，根据电源模块故障工况时两路干线允许总输出电流限值、及两路干线实时总电流值，计算恢复负载全自动控制的单车数；当电源模块故障信号消除后，全列恢复负载全自动控制；

设定工况包括电源模块超负荷工况，则电源模块超负荷工况自动减载方法为：

2.根据权利要求1所述的自动减载方法，其特征在于，恢复负载全自动控制的单车数＝[|干线允许输出电流限值-干线实时电流值|/单车最大电流值],即单车数取整数。

3.根据权利要求1或2所述的自动减载方法，其特征在于，在冷态工况自动减载方法中计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N取整数,I_max为单车最大电流值、I_a为干线允许输出电流限值、I_b为干线实时电流值。

4.根据权利要求1或2所述的自动减载方法，其特征在于，在电源模块故障工况自动减载方法中，计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_c-I_d|/I_max]，其中N取整数、I_max为单车最大电流值、I_c两路干线允许总输出电流限值、I_d为两路干线实时总电流值。

5.根据权利要求1或2所述的自动减载方法，其特征在于，在电源模块超负荷工况自动减载方法中，计算恢复负载全自动控制的单车数N＝[|I_a-I_b|/I_max]，其中N取整数、I_max为单车最大电流值、I_a为干线允许输出电流限值、I_b为干线实时电流值。

6.根据权利要求4所述的自动减载方法，其特征在于，电源模块故障减载控制优先级高于电源模块超负荷减载控制，在判断为电源模块无故障超负荷状态时，进行电源模块超负荷减载控制。

7.一种自动减载系统，采用权利要求1-6任一项所述的自动减载方法，其特征在于，各单车配置有单车网络设备、单车控制器和单车负载，各单车控制器与其所属单车配置的单车负载及单车网络设备通信，单车控制器自动控制单车负载，采集单车负载运行反馈信号，并将采集的单车负载运行反馈信号通过单车网络设备上传至列车网络系统，与控制全列负载自动减载的列控设备通信，实现全列负载自动减载控制。

8.根据权利要求7所述的自动减载系统，其特征在于，单车负载包括多路电热负载，每路电热负载其主电路包括接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接电热负载，单车控制器通过控制接触器与开关器件的通断进而控制各路电热负载接入，实现对单车电热负载全载或半载控制。

9.根据权利要求8所述的自动减载系统，其特征在于，单车负载还包括空调负载，所述空调负载的主电路包括压缩机电路、风机电路；

10.根据权利要求9所述的自动减载系统，其特征在于，所述空调负载的主电路还包括预热器电路，所述预热器电路包括接触器与开关器件，开关器件串联接触器后接预热器。